中石油管道物联网交流材料V1-0（PPT124页)

中国石油中国石油天然气管道物联网系统交流材料2015年8月中国石油油气生产物联网联合项目组2A11项目介绍油气生产物联网项目背景油气生产物联网的设计思路及方法油气生产物联网总体架构业务架构应用架构数据架构集成方案技术方案安全方案A11系统设计小结对业务流程和管理模式的影响对油汽勘探、开发、生产领域信息化技术架构的影响A11项目对天然气管道物联网建设的启示目录3中国石油油气生产物联网联合项目组油气生产物联网项目的背景党和国家领导人高度重视物联网技术的发展应用。2011年，国家提出了“物联网十二五发展规划”，分析了我国物联网发展现状和面临形势，确立了物联网今后发展的指导思想、发展原则和目标，提出“十二五”期间物联网发展的八项主要任务。一些国际石油公司和中国石油下属生产单位在油气生产物联网的应用领域进行了许多有益的尝试、为下一步大规模推广提供了宝贵的经验。中国石油为加快业务领域的信息化建设，全面提升企业的整体管理水平，在《中国石油“十二五”信息技术总体规划》中提出了建设油气生产物联网系统（A11）项目。中国石油早在2011年就物联网技术引入石油上游生产过程进行了可行性论证。论证报告结论认为物联网在中国石油上游生产过程的应用条件已经基本成熟，无论在国际还是在中国石油内部，都有许多物联网应用的成功经验，并且取得了很好的经济效益。因此提出了在“十二五”期间在中国石油上游成产过程全面开展油气田生产物联网系统建设是可行的、必要的。4中国石油油气生产物联网联合项目组油气生产物联网系统是上游信息化的重点工作之一“油气生产物联网系统（A11）”已被集团公司列为“十二五”信息技术总体规划重点建设的三大标志性工程之一。油气销售辅助决策经营管理生产操作油气生产油气田开发建设生产管理油气田应用集成系统／数据仓库系统档案管理系统、矿区服务系统、办公管理系统、健康安全环保系统、应急管理系统、人力资源管理系统油气生产物联网系统油气水井生产数据管理系统节能节水管理系统、信息技术培训、物资采购管理信息系统勘探与生产调度指挥系统（含勘探生产管理、油藏评价管理）采油与地面工程运行管理系统勘探与生产ERP系统、油田服务ERP系统勘探与生产技术数据管理系统数字盆地系统勘探与生产调度指挥系统(含矿权管理、储量管理)勘探与生产调度指挥系统油藏评价油气资源勘探“十二五”提升完善“十二五”新建“十二五”持续建设A2主要针对油藏工程覆盖的生产管理业务，建设目标是建立集油气水井生产管理数据的采集、传输、存储、处理、分析、发布、管理和应用于一体，规范、统一、安全、高效的生产数据管理信息系统，提高生产管理的实时性和整体决策能力。A5是以各油气田公司采油与地面工所涉及的组织机构、设备、设施以及业务活动为基础对象，对其基础属性、动态属性和运行状态实施有效管理与监控，优化油气开采和集输生产流程，以提高中国石油采油工程与地面工程的生产管理水平、降低生产成本、提高原油和天然气产量为目的的信息系统A8主要针对勘探、开发、生产数据进行集成展示与综合应用，为生产协调、生产决策、应急指挥提供保障A11基本上处于生产操作层，主要目的是对生产一线的数据进行采集和传输，在统一的平台进行应用，并向上层的A2、A5、A8等系统提供数据。A11关注于现场实时数据的采集和传输，以及基于实时数据的分析、诊断应用，以作业区及以下的生产监测、远程控制、工况诊断及分析、视频监控等业务。5中国石油油气生产物联网联合项目组油气生产物联网系统的建设目标和范围油气生产物联网项目的总体建设目标是：利用物联网技术，建立覆盖全公司油气井区、计量间、集输站、联合站、处理厂的规范、统一的数据管控平台，实现生产数据自动采集、远程监控、生产预警，支持油气生产过程管理。通过生产流程的优化、管理流程的优化、资产配置的优化，组织机构的优化，实现生产方式的变革、生产效率的提高、管理水平的提升。油气生产物联网系统的实施涉及中国石油16个油气田公司的140个采油厂，400个作业区，23.8万口油气水井，11,007座站库。需要建设的采油厂有140个，400个作业区，114,546口油气水井，7,277座站库。A11项目在中国石油16个油田选择26个采油厂、93个作业区、26700口油气水井、1001座站库。试点包括10156口油气水井，420座站库。推广包括16544口井，581座站库。6中国石油油气生产物联网联合项目组油气生产物联网的监控对象和内容油气生产物联网系统的核心在于对上游生产环境和生产过程各类设备状态、生产过程、管理环节的状态、变化、趋势进行实时或准实时的信息反馈、监控，并在所收集信息的基础上，对生产过程进行控制、预警、辅助指挥和决策。油气生产物联网的核心监控对象是油气水井，以及中小型站库等；而在采油厂、油田分公司，主要部署监控、指挥和相应的决策支持功能。采油采气厂作业区中小型站库井、井场及阀室油井及井场气井及井场注入井集团公司板块油气田公司大型站库注水井注气井注聚井注汽井常规气井井场含H2S气井井场煤层气井场（抽油机）监控阀室自喷井抽油机井螺杆泵井电潜泵井SAGD井气举井自动投球井场设电加热装置井场丛式井场集油汇管稠油井场煤层气井场（螺杆泵）注采气井水源井水源井集油阀组间、计量站配水（汽）阀组（间）接转站、放水站、原油脱水站采出水处理站地下水水质站供水站配制站注入站集气站、增压站、输气站集气站、增压站、输气站联合站处理厂净化厂各类管网油气集输注入管网供水管网其他管网阀室作业区级监控及生产管理中心厂级监控及生产管理中心公司级生产管理中心总部集中展示层级系统主要建设内容总部查询各油田的油气水井生产汇总信息、总产总销、重要管线集输情况；结合远程视频、现场信息进行远程会议及指挥调度；总览油气生产、加工、储运、销售信息的集中展示。油田分公司统计、分析、汇总、上报油田整体生产数据；基于生产计划，对整体或重点项目进行分析；结合远程视频、现场信息进行远程会议及指挥调度。采油采气厂统计、分析、汇总、上报采油采气厂整体生产数据；基于生产计划，对整体或重点项目进行分析；结合远程视频、现场信息进行远程会议及指挥调度；实时查询油气水井、站库、管网的实时生产状态，了解报警和预警信息；对关键或者问题严重的井、站库、管网进行工况诊断与分析、预测预警。作业区统计、汇总、上报生产数据；基于生产计划，对整体或重点项目进行分析；结合远程视频、现场信息进行远程会议及指挥调度；对现场及物联网设备设施情况进行查询；实时查询油气水井、站库、管网的实时生产状态，了解报警和预警信息；对关键或者问题严重的井、站库、管网进行工况诊断与分析、预测预警。站库统计、分析、汇总、上报生产数据；对生产单元进行视频监控；实时查询油气水井、站库、管网的实时生产状态，产生或响应报警和预警信息；对关键或者问题严重的井、站库、管网进行工况诊断与分析、预测预警。7中国石油油气生产物联网联合项目组A11项目介绍油气生产物联网项目背景油气生产物联网的设计思路及方法油气生产物联网总体架构业务架构应用架构数据架构集成方案技术方案安全方案A11系统设计小结对业务流程和管理模式的影响对油汽勘探、开发、生产领域信息化技术架构的影响A11项目对天然气管道物联网建设的启示目录8中国石油油气生产物联网联合项目组A11油气生产物联网系统总体架构设计思路本项目的总体架构设计将借助埃森哲系统总体设计方法论的指导，并结合项目组对A11项目的目标和业务需求综合考虑，力争系统设计在功能完整性、系统实用性、架构灵活性、可扩充性、安全性和可维护性等方面得到保证。业务需求业务框架（场景）业务支撑功能应用模式应用处理逻辑应用模块设计数据分布数据模型转换及处理转换使用开发架构执行架构（生产环境）运维架构安全政策安全流程安全技术集成需求集成策略集成逻辑采集与监控数据传输生产管理数据管理安全管理与验收业务架构－对油气生产物联网系统的业务需求进行分析和整理，针对总部、油气田公司、采油采气厂、作业区不同用户层级，设计了本系统的业务架构。应用架构－根据业务架构中分析的业务功能，设计数据采集子系统、数据传输子系统、生产管理子系统的主要功能及模块。数据架构－制定了关系数据库、实时数据库设计规范，从生产操作、生产管理、生产决策支持3个主题域，设计了189个实时采集数据项、108张数据表。集成方案－与统建系统A2、A4、A5、A8等系统之间的应用于数据集成。技术方案－从开发架构、执行架构、运维架构三个方面，针对本系统技术相关问题和需求给出了设计方案。安全方案－保障油气生产物联网系统安全运行、生产为核心，从安全组织体系、安全策略体系、安全技术体系、安全运行体系四个方面设计安全方案。标准规范－编制系统建设规范，涵盖系统架构、数据采集与监控子系统建设、数据传输子系统建设、生产管理子系统建设、数据管理、信息安全、实施与管理等标准内容。9中国石油油气生产物联网联合项目组油气生产业务架构的梳理与分析方法论依据业务驱动的原则，我们首先通过分析油气生产的业务环境和作业流程，梳理出各业务层级与A11项目覆盖内容相关的业务活动、业务活动面临的问题与挑战，进而通过物联网和信息技术，帮助油气生产解决或优化业务流程，改善工作质量，提高工作效率。为未来通过信息化建设，优化、变革业务流程和组织架构打下基础。业务架构的梳理和分析分为以下几个关键步骤。采油厂油田公司集团公司作业区全局分析与决策支持生产分析与工况诊断生产过程监测远程控制视频监控报表管理数据管理实时数据采集与传输视频分析报警视频展示视频采集与控制视频展示视频分析报警视频展示视频采集与控制视频分析报警视频展示数据集成管理采集数据质量管理数据集成管理工况诊断预警工况诊断预警产量计量油气井监测站场库监测供注入井监测集输管网监测抽油井远程启停气井远程关断注水自动调节控制自动倒井计量控制实时数据传输实时数据采集供水管网监测注水管网监测油气井监测站场库监测供注入井监测集输管网监测供水管网监测注水管网监测电泵井远程控制物联设备管理物联设备信息检索采集数据质量管理数据集成管理物联设备信息检索物联设备自动检测物联设备自动检测参数敏感性分析参数敏感性分析A11汇总信息展示物联设备故障报表生产数据报表报表模板管理系统运行报表物联设备故障报表生产数据报表报表模板管理系统运行报表厘清业务层级梳理岗位职责细化监控、管理内容针对各层级的业务内容、挑战，结合内外部最佳实践进行分析，得出A11系统关注点外部借鉴内部经验针对A11系统建设目标，有针对性地提出A11对未来各业务层级的支持能力，并提出相应的业务管理优化建议。功能架构设计业务框架（场景）设计业务需求梳理与分析明确A11系统功能架构，细化A11系统的功能内容，并确认各功能对应的管理层级10中国石油油气生产物联网联合项目组A11项目介绍油气生产物联网项目背景油气生产物联网的设计思路及方法油气生产物联网总体架构业务架构应用架构数据架构集成方案技术方案安全方案A11系统设计小结对业务流程和管理模式的影响对油汽勘探、开发、生产领域信息化技术架构的影响A11项目对天然气管道物联网建设的启示目录11中国石油油气生产物联网联合项目组油气生产涉及的主要业务流程及业务环境通过前期对上游生产环境的调研，下面是抽象出来的高阶上游主要生产业务流程和生产及管理环境。油气集输油气举升产量计量油气水处理油气储运油气水井注采计量站集转站、增压站天然气处理站输送、调配站原油处理站储罐、泵站注入站污水处理站作业区生产管理中心采油采气厂生产调度中心油气田公司生产指挥中心生产管理及协调生产现场业务流程12中国石油油气生产物联网联合项目组油气集输油气举升产量计量油气水处理油气储运油气水井注采计量站集转站、增压站天然气处理站输送、调配站原油处理站储罐、泵站注入站污水处理站作业区生产管理中心采油采气厂生产调度中心油气田公司生产指挥中心生产管理及协调生产现场业务流程油气生产管理层级业务环境及业务活动分析针对作业区、采油采气厂、油气田公司，对其业务活